EA014278B1

EA014278B1 - Система изолированного фасада

Info

Publication number: EA014278B1
Application number: EA200870297A
Authority: EA
Inventors: Педро Луис Фернандес-Кано
Original assignee: Роквул Интернэшнл А/С
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2010-10-29
Also published as: EP1826335A1; WO2007098761A1; EP1989368A1; ES2415777T3; PL1989368T3; CA2642959A1; DK1989368T3; NO20084109L; CA2642959C; EP1989368B1; EA200870297A1; UA94447C2

Abstract

Изобретение относится к фасаду здания, имеющему внутреннюю стену, изоляционный слой, внешний слой наружной обшивки и профили для крепления наружной обшивки к внутренней стене. Воздушное отверстие для вентиляции выполнено между изоляционным слоем и внешней наружной обшивкой. Изоляционный слой содержит изоляционные панели, имеющие две основные широкие поверхности и четыре второстепенные кромочные поверхности, а изоляционные панели содержат слои изоляции различной плотности, расположенные параллельно двум основным поверхностям, на которых слой с плотностью выше средней плотности панели обращен к внешней наружной обшивке.

Description

Изобретение относится к вентилируемому фасаду здания, как описано в преамбуле п.1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к изоляционной панели, которую применяют в вентилируемом фасаде, способу получения такого фасада здания и способу производства изоляционных панелей.

Известно строительство фасада, содержащего внутреннюю стену, например, из бетона или кирпичей, изоляционный слой из любого вида изоляции, внешний слой наружной обшивки, например, из облицовочной плитки, дерева, металла, плит из сжатых волокон и т.д. Кроме того, фасад содержит профили, прикрепленные к внутренней стене, проходящие через изоляционный слой и используемые для закрепления внешнего слоя наружной обшивки. Профили располагаются вертикально от уровня земли до вершины здания. Во время строительства профили будут прикреплены к внутренней стене и после этого между профилями размещают изоляцию. В заключение внешний слой наружной обшивки крепят к профилям. Внешний слой наружной обшивки выполнен в виде плит, которые часто размещают с маленькими отверстиями между плитами для осуществления воздушной вентиляции.

Все виды изоляции могут быть применены в такой системе фасада. Однако волокнистые изоляционные материалы, такие как минеральная вата, являются предпочтительными. Также с точки зрения безопасности особо предпочтительными материалами являются минеральная вата или стекловата. Изоляция может быть в виде рулонов либо в виде панелей или плит. Если применялась стекловата, то она применялась в виде рулонов с плотностью 18 кг/м³. Минеральную вату обычно применяли в виде панелей с плотностью около 40 кг/м³. Низкая плотность изоляции обычно предпочтительна с точки зрения цены. Это также делает легким обращение с ней и ее транспортировку на строительную площадку.

Одна проблема, касающаяся этих изоляционных материалов с низкой плотностью, заключается в том, что необходимо больше крепежных средств для того, чтобы изоляция более плотно прилегала к внутренней стене. Плотная пригонка является важной для обеспечения оптимальной теплоизолирующей способности и также для предотвращения блокировки вентиляционного отверстия.

Эта проблема может быть решена за счет применения изоляционного материала с высокой плотностью. Это улучшит жесткость изоляции. Однако некоторые из преимуществ применения изоляции с низкой плотностью будут утеряны, и такое решение также увеличит стоимость изоляции.

Другой проблемой является то, что мягкий изоляционный слой более чувствителен к механическим повреждениям во время размещения на поверхности, обращенной к внешнему слою наружной обшивки. Кроме того, поверхность изоляции с низкой плотностью менее устойчива к погодным воздействиям. Особенно значащим может быть воздействие ветра и осадков, например дождя, для высоких зданий, а также осадки могут легко проникать в отверстия для вентиляции во внешнем слое наружной обшивки. Эти две проблемы могли бы быть решены за счет использования изоляционного материала с высокой плотностью, результатом чего было бы получение более стойкой поверхности.

Следует отметить, что воздушное отверстие для вентиляции важно для поддержания температуры здания насколько это возможно низкой в летнее время. Воздействие солнечной радиации на внешнюю наружную обшивку может поднять температуру на поверхности до 60-70°С или выше, и без воздушных отверстий эта температура была бы температурой внешней поверхности изоляции. Предпочтительно также наличие отверстий для воздушной вентиляции во внешнем слое наружной обшивки. Если имеется воздушное отверстие, и особенно, если отверстия имеются в наружной обшивке, температура внешней поверхности изоляции является более или менее эквивалентной температуре воздуха, которая часто бывает значительно ниже, чем температура внешнего слоя наружной обшивки. Таким образом, воздушное отверстие обеспечивает более низкий температурный градиент через изоляционный слой, за счет этого сокращенное количество тепла попадает внутрь здания в летнее время. Кроме того, это обеспечивает высушивание любой влаги. Важно, чтобы изоляционные панели были достаточно жесткими и/или были снабжены достаточным количеством крепежных средств для предотвращения отслоения от внутренней стены и блокировки вентиляционных воздушных отверстий.

Другой известный способ улучшения механических свойств изоляционного слоя заключается в получении минеральной ваты со слоем ворса (например, ворса из стекловолокна) на внешней поверхности. Это улучшает механические свойства поверхности и уменьшает риск механического повреждения. Слой ворса также улучшает стойкость к дроблению изоляции, вызываемому погодой. Однако слой ворса является относительно дорогим решением, и оно ненамного увеличивает жесткость изоляционного слоя и, следовательно, все еще требуется большое число крепежных средств.

Задачей настоящего изобретения является получение более жесткого изоляционного материала с поверхностью, стойкой к механическому воздействию и погодному влиянию, без потери преимуществ, используемой в настоящее время изоляции низкой плотности.

Эта задача была решена с помощью вентилируемого фасада, содержащего изоляционные панели, имеющие слои изоляции разной плотности, в которых слой с плотностью выше средней плотности обращен к внешнему слою наружной обшивки.

Преимуществом этого нового решения является то, что более высокая плотность внешнего поверхностного слоя будет обеспечивать механическую стойкость изоляционного слоя, уменьшая сокращенное число крепежных средств, и будет также обеспечивать хорошую сопротивляемость механическим по

- 1 014278 вреждениям. равно как и погодным воздействиям.

Дополнительной проблемой существующего решения является то. что при установке такой фасадной системы часто будет существовать допуск расстояния между профилями для поддержания внешнего слоя наружной обшивки. Этот допуск может быть причиной разницы в расстоянии между профилями от уровня поверхности земли до вершины здания. Эта разница может составлять несколько сантиметров (например. от 53 до 55 см). затрудняя более плотную пригонку изоляционного слоя.

Кроме этого допуска может изменяться. например от 54 до 51 см. необходимое расстояние между профилями с целью соответствия различным стандартам размеров панелей для внешнего слоя наружной обшивки. Таким образом. для ограничения числа размеров изготовленной различной изоляции необходимо. чтобы один размер изоляционных панелей мог быть использован для интервала расстояний между профилями.

Поэтому в предпочтительном варианте осуществления изобретения изоляционная панель выполнена с гибкой зоной вдоль по крайней мере одной кромочной поверхности таким образом. что изоляционная панель является гибкой по крайней мере в одном направлении и может быть плотно подогнана к ограничивающим поверхностям. Преимуществом такого варианта осуществления изобретения является то. что гибкость кромки обеспечивает плотное соединение между изоляционным слоем и профилями.

Профили прикреплены к внутренней стене и проходят через изоляционный слой. Профили создают основу. к которой крепится внешний слой покрытия. Обычно для этого применяют Т-профили. но Ь- или С-профили либо профили другого типа также могут быть использованы. Эти профили обычно выполнены из металла. предпочтительно алюминия. но также может быть применена сталь. например нержавеющая сталь. В качестве профилей могут быть использованы также деревянные балки.

Если применяют Т-профили. то толщина материала будет зависеть от веса внешнего слоя наружной обшивки. Ширина основной секции. прикрепленной к внутренней стене и удерживающей секцию фланца. зависит от толщины изоляционных панелей и толщины вентиляционного воздушного отверстия.

Если профили. изготовленные с фланцами для удержания внешнего слоя наружной обшивки. установлены. то изоляционные панели с гибкой зоной представляют преимущество с точки зрения более легкой установки. Это обусловлено тем фактом. что их будет легче вставить между фланцами профилей. поскольку гибкая зона может быть сжата. Это является особым преимуществом при применении изоляционных панелей со слоями разной плотности.

Расстояние между профилями зависит от размеров внешней наружной обшивки. Различные типы наружной обшивки поставляются в различных размерах. Часто расстояние в пределах 54-61 см является необходимым. Предпочтительно. чтобы поставляемые изоляционные панели были бы достаточно гибкими настолько. чтобы только два размера различных изоляционных панелей были необходимы.

Изоляционные панели предпочтительно прикрепляют к внутренней стене механическими средствами. такими как гвозди или шурупы. Однако могут быть также применены любые клеящие средства. Механические средства в любом случае будут обеспечивать. чтобы не происходило отслоение изоляционной минеральной ваты.

Изоляционным материалом для изобретения является предпочтительно минеральная вата. например стекловата или шлаковата. Она может быть доставлена на строительную площадку в виде рулонов или панелей. Если изоляцией является изоляция типа шлаковаты. то слой низкой плотности. обращенный к внутренней стене. будет иметь плотность ниже 50 кг/м³. предпочтительно ниже 45 кг/м³. даже более предпочтительно 20-40 кг/м³. Слой высокой плотности. обращенный к внешней наружной обшивке (в случае использования шлаковаты). будет иметь плотность по крайней мере 70 кг/м³. предпочтительно по крайней мере 80 кг/м³ и даже более предпочтительно 80-120 кг/м³. Средняя плотность изоляционного материала будет часто находиться в пределах 45-60 кг/м³.

Способы производства изоляционных панелей двойной плотности описаны. например. в заявке на Европейский патент ЕР 1111113 А2.

Толщина изоляционного материала будет обычно находиться в пределах 40-250 мм. предпочтительно 50-200 мм. Толщина слоя высокой плотности оставляет 10-20 мм. При использовании изоляционных панелей их ширина обычно находится в пределах 400-700 мм. предпочтительно ближе к существующему расстоянию между профилями. т.е. часто в пределах 500-600 мм. Длина панелей находится в пределах 1000-2400 мм. Если применяют рулоны. то они будут иметь предпочтительно ту же ширину. тогда как длина будет больше. но будет зависеть от толщины изоляции.

Мягкая часть изоляционного материала облегчает возможность выравнивания неровностей на поверхности внутренней стены. Кроме того. мягкая часть изоляции представляет возможность создания пакетов. содержащих изоляционный материал с некоторым предварительным сжатием. уменьшая. таким образом. объем. который необходимо транспортировать. и за счет этого уменьшая транспортные цены. Для облегчения подгонки к поверхности внутренней стены и прессуемости/сжимаемости при упаковке было бы целесообразно применить способ. описанный в заявке XVО 03/042445 А1. для смягчения поверхности низкой плотности за счет механического уплотнения/прессования толщины. например роликами.

В другом варианте осуществления изобретения изоляционную панель. имеющую общую толщину в

- 2 014278 пределах 50-150 мм, предпочтительно около 100 мм, из которых 15 мм имеют плотность 100 кг/м³, а остальная часть имеет плотность 40 кг/м³, уплотняют/прессуют на основной поверхности низкой плотности с помощью прессовочного барабана с уплотнением, составляющим 50%. После этого продукт уплотняют/прессуют на 35% при упаковке.

Если те же самые механические свойства были бы достигнуты с помощью изоляционного слоя с одной плотностью, то необходима была бы плотность по крайней мере 70 кг/м³. Такую изоляцию нельзя было бы уплотнить/спрессовать.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения изоляционная панель выполнена по крайней мере с одной эластичной или гибкой второстепенной кромочной поверхностью. Это означает, что гибкая второстепенная кромочная поверхность легко сжимается рукой и является эластично сжимаемой таким образом, что удаление сжатия заставляет второстепенную боковую поверхность плиты вернуться, по существу, к ее исходному размеру, однако необходимо ожидать незначительные отклонения от исходного размера. Остальная часть плиты, расположенная дальше от гибких поверхностей, имеет более высокую жесткость. Жесткость может быть определена согласно стандарту ΕΝ826.

Предпочтительно целая второстепенная кромочная поверхность должна быть, по существу, одинаково гибкой.

Для изготовления панели из минерального волокна по крайней мере с одной гибкой второстепенной кромочной поверхностью необходимо понимать, что изоляция из минерального волокна содержит большое число отдельных волокон, имеющих разную длину и диаметр. Для получения устойчивой плиты из минерального волокна к минеральным волокнам добавляют связующий материал. Указанный связующий материал, вулканизированный в вулканизационной печи, затем склеивает волокна друг с другом в точках, где волокна контактируют друг с другом. Способ изготовления одной или более кромочных поверхностей изоляционной панели из минерального волокна, гибкой, т. е. эластично сжимаемой, заключается в прессовании/уплотнении одним или более роликами расстояния в кромочной поверхности. Это уплотнение роликом разрушит некоторые точки соединения в плите из минерального волокна и за счет этого сделает кромочную часть плиты из минерального волокна мягче и более эластично сжимаемой, чем остальная часть плиты. Диаметр применяемых компрессионных роликов должен быть относительно маленьким, чтобы сконцентрировать компрессионные силы в желаемом направлении. Диаметр обычно составляет 200-500 мм. Ролики уплотняют, расстояние в 15-50 мм, предпочтительно 35 мм на кромке. Число роликов часто составляет 1-7, предпочтительно 2-4. Результирующая глубина гибкой зоны предпочтительно должна быть по крайней мере 35 мм, даже более предпочтительно по крайней мере 40 мм, чтобы два различных размера изоляционных панелей закрыли весь возможный диапазон возможных расстояний между профилями, поддерживающими внешний слой наружной обшивки.

На линии производства панели буду проходить зону, где ролики прессуют/уплотняют кромочную поверхность. Из-за слоя высокой плотности изоляционных панелей часто только одна плита проходит зону с роликами за раз, и часто плита опирается по контуру большей части ее верхней и нижней поверхностей при прохождении зоны с роликами. Обычно ролики будут проходить различные расстояния на кромочной поверхности, чтобы постепенно уплотнить кромочную поверхность, за счет этого формируя более однородную эластичную зону.

В другом варианте осуществления изобретения используют три крепежных средства (обычно гвозди или шурупы) или меньше трех на квадратный метр для крепления изоляционных панелей к внутренней стене, предпочтительно используют два крепежных средства на квадратный метр. Любое клеящее средство может быть применено для такого крепления.

Размер вентиляционного воздушного отверстия обычно составляет 20-150 мм, предпочтительно 70100 мм. Предпочтительно, чтобы не было никаких точек или областей прямого контакта между внешним слоем наружной обшивки и изоляционными панелями. Это обеспечит свободный поток воздуха в вентиляционном воздушном отверстии.

Особенно важно для высоких зданий иметь отверстия для вентиляции в фасаде, а не только у основания и в верхней части внешнего слоя наружной обшивки. Предпочтительно отверстия выполнены с заданным вертикальным расстоянием между внешними панелями наружной обшивки, что создаст необходимые отверстия для вентиляции. Расстояние между внешними панелями наружной обшивки предпочтительно находится в пределах от 5 до 20 мм.

В варианте осуществления установки фасада здания согласно настоящему изобретению профили, например Т-профили, прикреплены к внутренней стене, изоляционные панели, имеющие по крайней мере два слоя различной плотности и по крайней мере одну гибкую кромку, устанавливают между профилями. В завершение, внешний слой наружной обшивки крепят к профилям, обеспечивая, чтобы воздушное отверстие было образовано между внешним слоем наружной обшивки и изоляционными панелями, и предпочтительно с отверстием в вертикальном направлении между внешними панелями наружной обшивки.

Далее изобретение будет описано более детально со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показано сечение фасада.

На фиг. 2 показана изоляционная панель согласно настоящему изобретению.

- 3 014278

На фиг. 1 показан пример фасада здания (1) согласно настоящему изобретению. Внутренняя стена (2) часто выполнена из бетона, но также возможно применение других видов материалов, таких как кирпичи. Профили (10), например Т-профили, как показано, прикреплены к внутренней стене (2) с помощью, например, 90-градусных Ь-образных фитингов и шурупов (не показано). Если применяют И- или С-образные профили, то профили должны иметь поверхность, которая должна быть размещена непосредственно у внутренней стены и могла бы быть прикреплена непосредственно к стене, например шурупами без дополнительных фитингов. Однако эта дополнительная поверхность профиля (10) должна быть размещена у стены вдоль всей длины профиля (10). Б-образные фитинги, однако, должны быть размещены на некоторых расстояниях. Следовательно, дополнительная поверхность профилей (10) могла бы слегка увеличить не утепленные распорки и, очевидно, также увеличить используемое количество металла.

Если применяют Т-профили, то профили имеют основную секцию (7), расположенную перпендикулярно к внутренней стене и соединенную с фланцевой секцией (8), по существу, параллельной внутренней стене. Внешний слой наружной обшивки прикреплен к фланцевым секциям (8) профилей (10) с помощью, например, шурупов или гвоздей (не показано), или в случае применения металлических плит для внешней наружной обшивки может быть использована сварка.

Изоляция размещена между основными секциями (7) профилей (10) в вертикальном направлении, параллельном внутренней стене, а изоляция (3) размещена между внутренней стеной и внешним слоем наружной обшивки в вертикальном направлении, перпендикулярном поверхности внутренней стены (2). Изоляция содержит слои (4, 5) различной плотности, слой высокой плотности (5) обращен к внешней наружной обшивке, а слой низкой плотности (4) обращен к внутренней стене. Вдоль по крайней мере одной кромки изоляции, обращенной к профилю (10), выполнена гибкая зона (9). Эта зона является более легко сжимаемой, чем остальная часть изоляционного материала.

Между изоляцией и внешним слоем наружной обшивки выполнено воздушное отверстие (11) для воздушной вентиляции. Воздух для вентиляции этого отверстия входит между отверстиями, имеющимися между внешними панелями наружной обшивки (6). Внешний слой наружной обшивки (6) не должен быть в прямом контакте с изоляцией (3), выполненной в виде изоляционных панелей.

На фиг. 2 показана изоляционная панель согласно пп.1 и 2 формулы изобретения. Изоляционная панель содержит две основные поверхности (12, 13) и четыре второстепенные поверхности (14, 14', 14, 14''). Слой высокой плотности, обращенный к внешнему слою наружной обшивки, предпочтительно имеет плотность по крайней мере 70 кг/м³, тогда как слой низкой плотности имеет плотность ниже 50 кг/м³. Гибкая зона (9) выполнена вдоль одной второстепенной поверхности (14'), располагаясь на расстоянии, перпендикулярном второстепенной поверхности (14'), по крайней мере 35 мм в изоляции.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Фасад здания (1), содержащий внутреннюю стену (2), изоляционный слой (3), внешний слой наружной обшивки (6) и профили (10) с фланцевой частью (8) для крепления внешней наружной обшивки к внутренней стене, в котором воздушные отверстия (11) для вентиляции расположены между изоляционным слоем и внешней наружной обшивкой, при этом изоляционный слой (3) содержит изоляционные панели с двумя основными широкими поверхностями (12, 13) и четырьмя второстепенными кромочными поверхностями (14), причем изоляционные панели имеют слои изоляции различной плотности (4, 5), расположенные параллельно двум основным поверхностям (12, 13), в которых слой (5) с плотностью выше средней плотности панели обращен к внешней наружной обшивке (6), отличающийся тем, что изоляционные панели имеют гибкую зону (9) вдоль по крайней мере одной кромки (14') для обеспечения гибкости панели по крайней мере в одном направлении.
2. Фасад здания по п.1, отличающийся тем, что внешняя наружная обшивка содержит отверстия для воздушной вентиляции.
3. Фасад здания по п.1 или 2, отличающийся тем, что изоляционная панель является гибкой по крайней мере в одном направлении, параллельном основным поверхностям (12, 13), так, что изоляционная панель плотно подогнана к ограничивающим поверхностям.
4. Фасад здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что изоляционные панели являются изоляционными панелями двойной плотности.
5. Фасад здания по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что изоляционные панели изготовлены из волокнистого материала, предпочтительно минеральной ваты и даже более предпочтительно из шлаковой ваты.
6. Фасад здания по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что указанный слой (5) с плотностью выше средней плотности изоляционной панели имеет плотность в пределах от 60 до 130 кг/м³, предпочтительно 70-130 кг/м³, даже более предпочтительно 80-120 кг/м³.
7. Фасад здания по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что указанный слой (4) изоляционной панели с низкой плотностью имеет плотность ниже 60 кг/м³, предпочтительно ниже 50 кг/м³, даже более предпочтительно 20-40 кг/м³.

- 4 014278
8. Фасад здания по любому из пп.4-7, отличающийся тем, что гибкая зона (9) вдоль по крайней мере одной кромки (14') изоляционных панелей имеет глубину по крайней мере 35 мм, предпочтительно по крайней мере 40 мм, измеренную перпендикулярно второстепенной поверхности кромки (14') изоляционной панели.
9. Фасад здания по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что слой (4) изоляционной панели, имеющий низкую плотность, является мягким и формуемым, так что он может быть подогнан к неровностям в поверхности внутренней стены (2).
10. Фасад здания по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что профили (10) являются Тпрофилями, содержащими основную секцию (7) и фланцевую секцию (8).
11. Фасад здания по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что точки или области прямого контакта между внешним слоем наружной обшивки (6) и изоляционными панелями отсутствуют.
12. Фасад здания по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что применяют два или меньше крепежных средства на квадратный метр, предпочтительно только одно крепежное средство применяют на квадратный метр.
13. Изоляционная панель, пригодная для применения в фасаде здания (1) по п.1, имеющая две основные широкие поверхности (12, 13) и четыре второстепенные кромочные поверхности (14, 14', 14''), содержащая два слоя (4, 5) различной плотности, параллельные двум основным поверхностям (12, 13), и кромочную часть (9) вдоль второстепенной кромочной (14') поверхности, имеющую более высокую гибкость, чем остальная часть изоляционной панели.
14. Изоляционная панель по п.13, отличающаяся тем, что один слой (5) имеет плотность в пределах 70-130 кг/м³, предпочтительно 80-120 кг/м³, и один слой имеет плотность ниже 50 кг/м³, предпочтительно 20-40 кг/м³.
15. Изоляционная панель по п.13 или 14, отличающаяся тем, что кромочная часть (9) с повышенной гибкостью имеет глубину по крайней мере 35 мм, предпочтительно по крайней мере 40 мм, измеренную перпендикулярно второстепенной кромочной поверхности (14').
16. Изоляционная панель по любому из пп.13-15, отличающаяся тем, что слой (4), имеющий низкую плотность, является мягким и формуемым так, что может выравнивать неровности на поверхности внутренней стены (2).
17. Способ изготовления фасада здания (1) по любому из пп.1-12, включающий в себя следующие этапы, на которых осуществляют крепление профилей (10) к внутренней стене (2), установку изоляционных панелей согласно любому из пп.14-16 между профилями (10), прикрепление внешнего слоя наружной обшивки к профилям (10), обеспечивая отсутствие областей прямого контакта между внешним слоем наружной обшивки (6) и изоляционными панелями.
18. Способ изготовления изоляционных панелей по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что изоляционные панели двойной плотности проходят комплект из 2-4 роликов с диаметром, находящимся в пределах 200-500 мм, ролики прессуют по крайней мере на 35 мм внутрь кромочной поверхности (14') изоляционной панели.
19. Способ изготовления изоляционных панелей по п.18, отличающийся тем, что ролики размещают на различных расстояниях в кромочной поверхности (14') для градуированного сжатия кромки.